大型鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)工期短，收益快，是建造廠房、庫房、商場等的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。根據(jù)統(tǒng)計資料，我國建成的100幢超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)占了7％，如北京的國貿(mào)中心和京城大廈，上海的金茂大廈，深圳的地王大廈等?？梢灶A(yù)測，隨著城市規(guī)模的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑業(yè)的應(yīng)用具有非常廣闊的前景。
鋼結(jié)構(gòu)建筑具有耐火性能差的致命弱點。在未進行防火處理的情況下，其本身雖然不會起火燃燒，但火災(zāi)時，強度會迅速下降，一般結(jié)構(gòu)溫度達到350C、500C、600C時，強度分別下降1／3、l／2、2／3。據(jù)理論計算，在全負荷情況下，使鋼結(jié)構(gòu)失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為500?C左右，而一般火場溫度達到800～1000?C，在這樣高的溫度下，裸露的鋼結(jié)構(gòu)會很快出現(xiàn)塑性變形，產(chǎn)生局部破壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。
2．結(jié)構(gòu)防火保護方法
對于鋼結(jié)構(gòu)防火保護材料，無論采取何種方法都應(yīng)具備以下幾點：（1）安全無毒；（2）易于與鋼構(gòu)件結(jié)合；（3）在預(yù)期的耐火極限內(nèi)可有效地保護鋼結(jié)構(gòu)；（4）在鋼構(gòu)件受火后發(fā)生允許變形時，防火保護材料應(yīng)不至破壞而仍能保持原有的保護作用：（5）經(jīng)濟合理。
2．1 噴涂法
目前，我國在大型鋼結(jié)構(gòu)防火工程中常采用噴涂法，這種方法有利于梁柱結(jié)點及桁架的處理，但施工時對環(huán)境略有污染。防火涂料包括以無機材料為主的厚型非膨脹涂料，或以有機材料為主的薄型、超薄型膨脹涂料。厚型防火涂料的噴涂厚度一般在10～40ann，耐火極限可達0.5h，甚至更長時間。由于厚型防火涂料的成分多為無機材料，因此其防火性能穩(wěn)定，長期使用效果較好，但其單位重量較大，涂料組分的顆粒較大，涂層外觀不平整，影，向建筑的整體美觀，因此大多用于結(jié)構(gòu)隱蔽工程。而薄型、超薄型防火涂料的噴涂厚度一般1～10mm，耐火極限亦可達0.5～2h，有些性能較好的涂料即使很薄也可達到1.0-1.5h的耐火極限。因此某些結(jié)構(gòu)需要暴露、荷載量要求苛刻的鋼結(jié)構(gòu)建筑常采用薄型、超薄型防火涂料。但薄型、超薄型防火涂料的耐火極限不長，對于耐火極限要求超過2.0h的鋼構(gòu)件，其使用受到限制。而且薄型、超薄型防火涂料多屬于有機膨脹型，由于有機材料的老化而導(dǎo)致涂料防火性能的降低也是一個不容忽視的問題，因此薄型防火涂料長期使用的防火穩(wěn)定性需進行深入的研究。
2．2包敷法
鋼結(jié)構(gòu)防火保護技術(shù)中用普通粘土磚、混凝土作鋼結(jié)構(gòu)防火保護層，因保護層太厚，增加了建筑物荷載， 目前采用的比較少。國外一些工業(yè)發(fā)達國家，如英國、丹麥、德國、日本等國較多采用無機防火板材對大型鋼構(gòu)件進行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、無石棉硅酸鈣隔熱板等，包板的厚度根據(jù)耐火極限的要求而定。這種方法具有施工方便、裝修面平整光滑、成本低、損耗小、無環(huán)境污染、施工周期短、耐老化等優(yōu)點，推廣前景好，是鋼結(jié)構(gòu)防火保護新的發(fā)展方向。
我國從80年代中期著手研究無石棉硅酸鈣制品,目前生產(chǎn)的硅酸鈣保溫材料主要有三類，一類是托背莫來石（5CaO·6SiO2·6H2O）型硅酸鈣保溫材料，zui高使用溫度為650℃；另一類是硬硅鈣石（6CaO·6SiO2·H2O）型硅酸鈣保溫材料，其zui高使用溫度為1100?C。zui后一類是托背莫來石和硬硅鈣石混合晶型的制品，zui高使用溫度介于650～1100?C之間。由于硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料可以耐1000?C以上的高溫，因而使用硬硅鈣板對鋼構(gòu)件進行包敷是一種理想的鋼結(jié)構(gòu)防火保護新技術(shù)。
3．硬硅鈣板的生產(chǎn)工藝及技術(shù)性能
3．1生產(chǎn)工藝
硬硅鈣板的原料主要有硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料?？捎米鞴栀|(zhì)原料的有粉狀石英砂、硅藻土、硅灰、膨潤土、稻殼灰等；鈣質(zhì)原料包括生石灰、消石灰及電石渣等。
生產(chǎn)硬硅鈣板，一般先將硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料在高溫（200?C）、高（2MPa）條件下經(jīng)過動態(tài)水熱反應(yīng)制備成硬硅鈣石活性漿料，反應(yīng)過程為
6SiO2+6Ca（OH）2=6CaO·6SiO2·H2O+5H2O
然后在料漿中加入耐堿玻璃纖維、棉紙漿纖維等增強材料，攪拌均勻后壓濾成型。再將成型后的濕坯烘干，制成容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低的硬硅鈣板。
4．鋼構(gòu)件的防火保護結(jié)構(gòu)
根據(jù)鋼構(gòu)件種類、外形、安裝部位、防火要求的不同，需要有不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)和施工方法，科學(xué)、合理地設(shè)計安裝結(jié)構(gòu)，對耐候性能有很大的影響。即使同一種板材，保護相同的鋼構(gòu)件，設(shè)計結(jié)構(gòu)不同，會得到迥然不同的結(jié)果，科學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)防火保護會大大提高鋼結(jié)構(gòu)的耐候性能。
5．結(jié)論
硬硅鈣板是代表90年代先進水平的理想鋼結(jié)構(gòu)耐火保護新型裝飾防火板材，特別適用于高層（超高層）寫字樓、賓館、大型商業(yè)中心、娛樂中心、計算機房、大型工業(yè)廠房、庫房等鋼結(jié)構(gòu)建筑及防火重點區(qū)域的防火保護和裝飾工程。
硬硅鈣板以CaO和SiO2為主要原料，經(jīng)高溫高壓水熱反應(yīng)，配以增強纖維壓制成型，具有質(zhì)輕、強度高、隔熱性能好、尺寸穩(wěn)定等特點，可任意鋸、釘、鉆、削、刨等加工，可直接在工廠或現(xiàn)場鋸裁，現(xiàn)場拼接組裝，施工方便。該板材無毒，不含石棉，在高溫或發(fā)生火災(zāi)時不產(chǎn)生有害氣體。其主要成分為硬硅鈣石，理化性能穩(wěn)定，可長期使用，為半*性材料，可確保耐火性能幾十年基本不變，它的耐候性能是鋼結(jié)構(gòu)防火涂料所*的。
用硬硅鈣板保護鋼結(jié)構(gòu)具有施工方便、損耗少、效率高、不受季節(jié)和氣候影響、無環(huán)境污染、施工費用低、耐久等優(yōu)點，必將成為設(shè)計部門、施工單位和用戶的方案之一，推廣應(yīng)用前景看好。
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